, ,
Донской государственный технический университет
г. Ростов – на – Дону, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МИНИАТЮРИЗАЦИИ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ рH ЖИДКОСТИ
Аннотация. В данной статье рассматриваются возможные способы автоматизации и миниатюризации системы контроля кислотности жидкости, которая в качестве измерительного материала использует универсальную индикаторную бумагу. Основное назначение – использование в гидропонике и аэропонике.
Ключевые слова: автоматизация; миниатюризация; pH; индикаторная бумага; гидропоника; аэропоника.
Katin O. I., Goryanina K. I., Batshev I. S.
Don State Technical University
Rostov – on – Don, Russia
THE INVESTIGATION OF AUTOMATION AND MINIATURIZATION WAYS OF THE PH CONTROL SYSTEM
Abstract. This article considers possible ways to automate and miniaturize of the liquid acidity control system that uses a universal indicator paper as a measuring material. The main purpose is the usage in hydroponics and aeroponycs.
Keywords: automation; miniaturization; pH; indicator paper; hydroponics; aeroponycs.
Актуальным вопросом в гидропонике, аэропонике и рыбных хозяйствах является контроль pH жидкости [1,2]. Для измерения предлагается использовать автоматизированную систему, в которой измерительным материалом является индикаторная бумага. Предложенный метод измерения подробно описывается в [3] и [4]. Основным аспектом настоящей статьи является исследование способов автоматической подачи индикаторной бумаги в зону измерения, ее последующего удаления и путей уменьшения размеров установки. Так как материал, используемый для измерения, одноразовый, необходимо разработать оптимальный механизм его перемещения.
Рассмотрим способ подачи индикаторной бумаги в виде ленты [5]. Лента смотана в рулон, который крепится на корпусе установки. Последовательность действий следующая [3]:
1) с помощью системы вращающихся валиков индикатор перемещается к контактной зоне, где на него из дозатора подается несколько капель исследуемой жидкости;
2) лента перемещается к датчику цвета, где происходит определение кислотности;
3) использованный участок индикатора отсекается, попадает в емкость с отработанным материалом.
Недостаток такого механизма заключается в том, что, взаимодействуя с водой, лента намокает, тем самым повышается вероятность ее обрыва. К преимуществам метода можно отнести несложную конструкцию и надежность.
Альтернативным способом является подача индикатора в виде пластинок [4]. В этом случае механизм размещается над вращающимся диском с эталонами, который разделен на восемнадцать секторов. Пластинка помещается на первый сектор, диск поворачивается, во втором секторе на индикатор подается несколько капель исследуемой жидкости, далее при повороте диска четырнадцать эталонов и контрольный индикатор поочередно перемещаются в зону измерения, после чего использованный индикатор смахивается с диска специальным щеточным механизмом, а диск возвращается в исходное положение, процесс повторяется. Главный недостаток метода – сложность механизма подачи пластинок. В случае если индикатор займет неправильное положение, может произойти попадание на диск нескольких пластинок, что нарушит последовательность действий системы при измерении, а в некоторых случаях возможна блокировка всего механизма. Для обеспечения надежности такого способа требуется конструктивно исключить или свести к минимуму вероятность сбоя системы подачи.
Другим аспектом вопроса о разрабатываемой системе является вопрос компактности. Сложность состоит в том, что для уменьшения занимаемого системой места в пространстве требуется уменьшать размеры комплектующих. Уменьшение деталей механизмов не несет в себе сложности. Главным ограничением выступает размер индикатора. Уменьшение ширины ленты или площади пластинки необходимо компенсировать фокусировкой датчика цвета [4]. В противном случае область измерения будет больше размера индикатора, что влечет за собой попадание в поле измерения датчика нежелательных элементов системы и, следовательно, искажение результатов. Для фокусировки на сенсоре потока отраженного света предлагается использовать линзу. Для этого на датчике закрепляется специальная пластиковая трубка, в которую ввинчивается линза.
Такое решение позволяет значительно сузить область измерения датчика, что позволяет повысить точность измерения и существенно уменьшить индикатор.
Благодарности. Работа выполнена в рамках инициативной НИР. Авторы выражают благодарность научному руководителю к. т. н., доценту,
Литература
1. Коханов технические средства для получения и подращивания молоди рыб и их апробация /, , // Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2016. № 5. С. 57-64.
2. Технические средства аквакультуры в индустриальном рыбоводстве: учеб. пособие / , , . – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2012. – 265 с. ISBN 978-5-7890-0743-3
3. Katin O. I., Lukyanov A. D. : Determine pH of liquid using the RGB sensor and universal indicator paper / Katin O. I. // Modern informatization problems in economics and safety: Proceedings of the XXII-th International Open Science Conference / Yelm, WA, USA: Science Book Publishing House, 2017. – P. 16 – 21.
4. , : К вопросу об автоматическом контроле pH водной среды / // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: сб. ст. Х междунар. науч-практ. конф. 1 – 3 марта 2017 г. / г. Ростов-на-Дону. – Ростов н/Д, 2017. – С 604 – 607.
5. Петин, с использованием контроллера Arduino. – 2-е изд. б перераб. и доп. – СПБ.: БХВ-Петербург, 2015. – 448 с.: ил. – Электротехника – ISBN 978-5-9775-3550-2.
